传播磁通量绳内的等离子体$\beta$跃迁
太阳与恒星天体物理
2015-06-17 v2
摘要
我们展示了日球层中传播磁通量绳（FR）的 2.5D 磁流体动力学（MHD）模拟，并研究了观测到的尖锐等离子体跃迁的成因。具体而言，我们考虑了强内部磁场和爆炸性快速启动，使得 FR 内的等离子体显著低于其前方形成的鞘区。这导致 FR 在传播初期呈现出不寻常的形态，而当其接近 1 AU 时，则观测到更传统的（例如来自 Enlil 等空间天气模拟的）“薄饼”状 FR。我们研究了由磁韦伯数定义的等分线如何环绕传播 FR 的核心区域，并划定出一个存在尖锐等离子体跃迁的边界层。这种子结构影响了环向磁通量的分布，大部分磁通量保留在一个维持准圆柱结构的小核心区域内。定量上，我们研究了相对流入场的动能密度等于横向磁场能量密度（即有效张力）的点轨迹。模拟提供了有力证据，表明在所有日心距离处，远离 FR 轴的环向磁通量分布并非线性；80% 的环向磁通量发生在距 FR 轴 40% 的距离内。因此，我们的模拟显示证据表明，远程观测到的薄饼状结构与原位观测到的准圆柱状磁结构这两种竞争性观点可以共存。
引用
@article{arxiv.1310.4747,
title = {A Plasma {\beta} Transition Within a Propagating Flux Rope},
author = {Neel P. Savani and A. Vourlidas and D. Shiota and M. G. Linton and K. Kusano and N. Lugaz and A. P. Rouillard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.4747},
year = {2015}
}
备注
11 pages of text + 6 figures. Accepted to ApJ on 16 Oct 2013